Kesalahan keadaan tunak (steady state error ), Ess ≤ 2%

TUGAS AKHIR PEMBAHASAN

4. Kesalahan keadaan tunak (steady state error ), Ess ≤ 2%

TUGAS AKHIR

GerakShort Period

Respon Step Sistem Gerak Short Period

SIMULASI

1.2 Respon Sistem Gerak Short Period

Waktu (sec)

Laju Sudut Angguk (q) (deg/sec)

Kp=-110,Ki=-250,Kd=-0.1 Tanpa Pengendali

Spesifikasi Tanpa

Pengendali Dengan pengendali

Tr 0.0158 s 0.0411 s

Ts 8.85 s 2.1245 s

Os 108.8%. 0%

Ess 1.0122 0

TUGAS AKHIR

Gerak phugoid

SIMULASI

Respon Step Sistem Gerak Phugoid

0 5 10 15 20 25 30

0 0.5 1 1.5

Respon Sistem Gerak Phugoid

Waktu (sec)

Sudut Angguk (deg)

Kp=65,Ki=7,Kd=28 Tanpa Pengendali

Spesifikasi Tanpa

Pengendali Dengan pengendali Tr 10.2998 s 0.4408 s

Ts 28.803 s 2.8 s

Os 0% 4.9359%.

Ess 0.5624 0

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Spiral

Gerak Spiral

SIMULASI

2 Respon Sistem Gerak Spiral

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

Kp=-5.4667,Ki=-3.5,Kd=0 Tanpa Pengendali

Spesifikasi Tanpa

Pengendali Dengan pengendali

Tr 0.787 s 0.0157 s

Ts 2.1013 s 0.98 s

Os 0% 0%

Ess 10.6394 0

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Roll

Gerak Roll

SIMULASI

1 Respon Sistem Gerak Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Putar (p) (deg/sec)

Kp=-2.3,Ki=-3.7,Kd=0 Tanpa Pengendali

Spesifikasi Tanpa

Pengendali Dengan pengendali

Tr 0.4514 s 0.0431 s

Ts 1.2037 s 2.1317 s

Os 0% 0%

Ess 6.5285 0

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Dutch Roll

Gerak Dutch Roll

SIMULASI

1.2 Respon Sistem Gerak Dutch Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

Kp=-13,Ki=-100.117,Kd=0 Tanpa Pengendali

Spesifikasi Tanpa

Pengendali Dengan pengendali

Tr 0.2875 s 0.3572 s

Ts 1.8198 s 2.3119 s

Os 104.7% 0.1397%,

Ess 1.0427 0

TUGAS AKHIR

Pengujian keandalan pengendali digunakan untuk mengetahui kekuatan pengendali, sampai mana pengendali dapat mengatasi gangguan yang diterima oleh sistem. Pengujian ini dilakukan dengan memberikan gangguan yang muncul dari dalam (internal) dan gangguan dari luar sistem (eksternal).

Uji Keandalan Pengendali

SIMULASI

TUGAS AKHIR

Gangguan ini dapat terjadi apabila terdapat kendala dari dalam seperti komponen yang tidak bekerja dengan optimal, sehingga menyebabkan kinerja pengendali menjadi terganggu, hal ini menyebabkan sirip-sirip kendali roket tidak bekerja secara optimal sehingga mengakibatkan perubahan koefisien parameter aerodinamik roket. Pengujian keandalan pengendali ini dilakukan dengan mengubah nilai koefisien parameter aerodinamik pada sistem dari matra longitudinal dan matra lateral-directional roket RKX-200 LAPAN, hal ini dilakukan untuk menguji sensitifitas pengendali terhadap ketidakpastian dari dalam sistem.

Perubahan nilai koefisien parameter aerodinamik berupa perubahan nilai koefisien parameter yang diperbesar dan perubahan nilai koefisien parameter aerodinamik yang diperkecil.

SIMULASI

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Short Period dengan Gangguan Internal

Gangguan dari Dalam pada Matra Longitudinal dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperbesar

SIMULASI

1.4 Respon Sistem Gerak Short Period

Waktu (sec)

Laju Sudut Angguk (q) (deg/sec)

diperbesar 50%

diperbesar 30%

diperbesar 40.5%

Spesifikasi Diperbesar

50% 30% 40.5%

Tr ^{0.0210 s} ^{0.0253 s} ^{0.0217 s}

Ts ^{0.4652 s} ^{0.1791 s} ^{0.3553 s}

Os ^6.8132% ^2.6210% ^4.9309%

Ess ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Phugoid dengan Gangguan Internal

SIMULASI

1.05 Respon Sistem Gerak Phugoid

Waktu (sec)

Sudut Angguk (deg)

diperbesar 50%

diperbesar 30%

diperbesar 40.5%

Spesifikasi Diperbesar

50% 30% 40.5%

Tr ^{0.6073 s} ^{0.5153 s} ^{0.5153 s}

Ts ^{2.0379 s} ^{2.0718 s} ^{0.5581 s}

Os ^1.6519% ^2.8328% ^2.1976%

Ess ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Gangguan dari Dalam pada Matra Longitudinal dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperbesar

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Short Period dengan Gangguan Internal

SIMULASI

1 Respon Sistem Gerak Short Period

Waktu (sec)

Laju Sudut Angguk (q) (deg/sec)

diperkecil 10%

diperkecil 0.1%

diperkecil 1%

Spesifikasi Diperkecil

10% 0.1% 1%

Tr ^{0.0565 s} ^{0.0412 s} ^{0.0419 s}

Ts ^{2.2449 s} ^{2.1275 s} ^{2.1475 s}

Os ^0% ^0% ^0%

Ess ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

Gangguan dari Dalam pada Matra Longitudinal dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperkecil

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Phugoiddengan Gangguan Internal

SIMULASI

Spesifikasi Diperkecil

10% 0.1% 1%

Tr ^{0.4274 s} ^{0.4407 s} ^0.4395

Ts ^{2.0757 s} ^{2.0703 s} ^{2.0712 s}

1.1 Respon Sistem Gerak Phugoid

Waktu (sec)

Sudut Angguk (deg)

diperkecil 10%

diperkecil 0.1%

diperkecil 1%

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

Gangguan dari Dalam pada Matra Longitudinal dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperkecil

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Spiral _dengan Gangguan Internal

SIMULASI

Spesifikasi Diperbesar

70% 50% 61% 60%

Tr ^{0.0421 s} ^{0.0292 s} ^{0.0353 s} ^{0.0347 s}

Ts ^{1.9249 s} ^{0.0490 s} ^NaN ^{0.5157 s}

Os ^6.5851% ^0.7533% ^2.7873% ^2.5273%

Ess ⁰ ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

Gangguan dari Dalam pada MatraLateral-Directional dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperbesar

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1.4 Respon Sistem Gerak Spiral

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

diperbesar 70%

diperbesar 50%

diperbesar 61%

diperbesar 60%

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Roll _dengan Gangguan Internal

SIMULASI

Spesifikasi Diperbesar

70% 50% 61% 60%

Tr ^{0.1158 s} ^{0.0772 s} ^{0.0943 s} ^{0.0924 s}

Ts ^{0.1967 s} ^{0.2446 s} ^{0.1881 s} ^{0.1887 s}

Os ^0.4454% ⁰ ⁰ ⁰

Ess ⁰ ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

Gangguan dari Dalam pada MatraLateral-Directional dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperbesar

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

1.4 Respon Sistem Gerak Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Putar (p) (deg/sec)

diperbesar 70%

diperbesar 50%

diperbesar 61%

diperbesar 60%

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Dutch Roll dengan Gangguan Internal

SIMULASI

Spesifikasi Diperbesar

70% 50% 61% 60%

Tr ^{1.4563 s} ^{1.2467 s} ^{1.3410 s} ^{1.3281 s}

Ts ^{3.5576 s} ^{2.3789 s} ^{2.5344 s} ^{2.5106 s}

Os ^0.0300% ^0.0240% ^0.0117% ^0.0295%

Ess ⁰ ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

Gangguan dari Dalam pada MatraLateral-Directional dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperbesar

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

1.4 Respon Sistem Gerak Dutch Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

diperbesar 70%

diperbesar 50%

diperbesar 61%

diperbesar 60%

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Spiral dengan Gangguan Internal

SIMULASI

1 Respon Sistem Gerak Spiral

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

diperkecil 800%

diperkecil 500%

diperkecil 775.5%

Spesifikasi Diperkecil

800% 500% 775.5%

Tr ^{0.0018 s} ^{0.0027 s} ^{0.0019 s}

Ts ^{0.0051 s} ^{0.0078 s} ^{0.0053 s}

Os ⁰ ⁰ ⁰

Ess ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

Gangguan dari Dalam pada MatraLateral-Directional dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperkecil

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Roll dengan Gangguan Internal

SIMULASI

1 Respon Sistem Gerak Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Putar (p) (deg/sec)

diperkecil 800%

diperkecil 500%

diperkecil 775.5%

Spesifikasi Diperkecil

800% 500% 775.5%

Tr ^{0.0055 s} ^{0.0082 s} ^{0.8446 s}

Ts ^{0.8453 s} ^{0.8339 s} ^{0.0057 s}

Os ⁰ ⁰ ⁰

Ess ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

Gangguan dari Dalam pada MatraLateral-Directional dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperkecil

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Dutch Roll dengan Gangguan Internal

SIMULASI

1 Respon Sistem Gerak Dutch Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

diperkecil 800%

diperkecil 500%

diperkecil 775.5%

Spesifikasi Diperkecil

800% 500% 775.5%

Tr ^{2.9395 s} ^{1.6472 s} ^{2.8181 s}

Ts ^{5.1907 s} ^{2.9596 s} ^{4.9817 s}

Os ⁰ ⁰ ⁰

Ess ⁰ ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Dalam

Gangguan dari Dalam pada MatraLateral-Directional dengan Nilai Koefisien Parameter yang Diperkecil

TUGAS AKHIR

Pada subbab ini dilakukan pengujian keandalan pengendali dengan gangguan eksternal yaitu dengan menambahkan suatu sinyal yang dianggap sebagai gangguan yang berasal dari luar sistem. Dalam tugas akhir ini digunakan sinyal square _{dan sinyal} impulse sebagai gangguan yang berasal dari luar sistem, sinyal ini memiliki karakteristik berbeda yaitu impulse bersifat sementara, dan square bersifat kontinu pada selang tertentu. Sinyal impulse merupakan sinyal yang muncul dalam waktu yang sangat singkat. Sinyal ini mewakili gangguan yang bersifat sementara. Sinyal square merupakan sinyal yang bernilai tetap untuk selang waktu tertentu. Sinyal ini mewakili gangguan yang kontinu pada selang waktu tertentu.

SIMULASI

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Short Period dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Short Period

Waktu (sec)

Laju Sudut Angguk (q) (deg/sec)

Impulse 15 Impulse 10

Spesifikasi Impulse

15 N 10 N

Os ^10.103% ^4.99753%

Ess ^0.01 ^0.01

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Short Period dengan Gangguan Sinyal Impulse

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Phugoid dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Phugoid

Waktu (sec)

Sudut Angguk (deg)

Impulse 400 Impulse 200

Spesifikasi Impulse 400 N 200 N

Os ^13.17% ^4.893%

Ess ⁰ ^1.9%

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Phugoid dengan Gangguan Sinyal Impulse

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Short Period dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Spesifikasi Square

10 N 5 N

Os ^17.335% ^4.9871%

Ess ^0.00895 ^0.00895

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Respon Sistem Gerak Short Period

Waktu (sec)

Laju Sudut Angguk (q) (deg/sec)

Square 20 Square 5

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Short Period dengan Gangguan Sinyal Square

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Phugoid dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Phugoid

Waktu (sec)

Sudut Angguk (deg)

Square 40 Square 10

Spesifikasi Square

40 10

Os ^25.075% ^5%

Ess ⁰ ^1.98%

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Phugoid dengan Gangguan Sinyal Square

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Spiral dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Spiral

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

Impulse 1 Impulse 0.3

Spesifikasi Impulse

1 N 0.3 N

Os ^18.657% ^4.9645%.

Ess ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Spiral dengan Gangguan Sinyal Impulse

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Roll _dengan_Gangguan _Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Putar (p) (deg/sec)

Impulse 1 Impulse 0.285

Spesifikasi Impulse 1 N 0.285 N

Os ^32.791% ^4.9863%

Ess ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Roll dengan Gangguan Sinyal Impulse

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Dutch Roll dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Dutch Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

Impulse 30 Impulse 17

Spesifikasi Impulse

30 17

Os ^17.832% ^5%

Ess ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Dutch Roll dengan Gangguan Sinyal Impulse

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Spiral dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Spiral

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

Square 1 Square 0.25

Spesifikasi Square

1 0.25

Os ^18.971% ^4.9651%

Ess ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Spiral dengan Gangguan Sinyal Square

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Roll dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Putar (p) (deg/sec)

Square 1 Square 0.15

Spesifikasi Square 1 N 0.15 N

Os ^18.987% ^4.9786%

Ess ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Roll dengan Gangguan Sinyal Square

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Dutch Roll dengan Gangguan Eksternal

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Dutch Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

Square 10 Square 1

Spesifikasi Square

10 1

Os ^20.712% ^4.9825%

Ess ⁰ ⁰

Uji Keandalan Pengendali

Uji Keandalan Pengendali dengan Gangguan dari Luar

Uji Keandalan Pengendali pada Gerak Dutch Roll dengan Gangguan Sinyal Square

TUGAS AKHIR

Uji Tracking Setpoint

Pada simulasi uji tracking _terhadap setpoint ditunjukkan respon keluaran sistem terhadap input reference _atau setpoint _yang disimulasikan sebagai sinyal step_{. Pada uji} tracking setpoint _ini diinginkan keluaran sistem dapat mengikuti setpoint_{. Untuk} mengetahui respon keluaran sistem terhadap perubahan yang bervariasi, perubahan setpoint dilakukan lebih dari satu kali. uji tracking _terhadap setpoint dilakukan pada matra longitudinal dan matra lateral-directional.

SIMULASI

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Short Period terhadap Setpoint

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Short Period

Waktu (sec)

Laju Sudut Angguk (q) (deg/sec)

Gerak Short Period Setpoint

Penentuan nilai setpoint ini mewakili untuk laju sudut angguk

(q₎ _yang

bermacam-macam dari roket RKX-200 LAPAN.

Uji Tracking Setpoint Uji Tracking Setpoint _Gerak Short Period

TUGAS AKHIR

Uji Tracking Setpoint _Gerak Short Period

SIMULASI

5 - (-10 ) (-10 ) - 0 0 - (-10 ) (-10 ) - 10 10 - 0 settling

time ^{1.5 s} ^{1 s} ^{1.3 s} ^{2 s} ^{0.5 s}

overshoot _0% _0% _0% _0% _0%

Steady

state error ⁰ ⁰ ⁰ ^0.035 ⁰

Tabel 4.21. Performansi Pengendali Laju Sudut Angguk (q_{) pada Uji} Tracking Setpoint:

Uji Tracking Setpoint

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Phugoid terhadap Setpoint

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Phugoid

Waktu (sec)

Sudut Angguk (deg)

Gerak Phugoid Setpoint

Penentuan nilai setpoint ini mewakili untuk sudut angguk (θ) yang bermacam-macam dari roket RKX-200 LAPAN.

Uji Tracking Setpoint Uji Tracking Setpoint _Gerak Phugoid

TUGAS AKHIR

Uji Tracking Setpoint _Gerak Phugoid

SIMULASI

(-10 ) - 10 10 – (-7.5

) (-7.5 ) - 5 5 - (-2.5 ) (-2.5 ) - 0 settling

time ^{2.7 s} ^{2.4 s} ^{2.1 s} ^{2 s} ^{0.25 s}

overshoot _0.5% _0.428% _0.4% _0.33% _0.2%

steady

state error ^0.075 ^0.05 ^0.02 ⁰ ⁰

Performansi Pengendali Sudut Angguk (θ) pada Uji Tracking Setpoint:

Uji Tracking Setpoint

TUGAS AKHIR

Respon Step Sistem Gerak Spiral terhadap Setpoint

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Spiral

Waktu (sec)

Laju Sudut Belok (r) (deg/sec)

Gerak Spiral Setpoint

Penentuan nilai setpoint ini mewakili untuk laju sudut belok (r₎ yang bermacam-macam dari roket RKX-200 LAPAN.

Uji Tracking Setpoint Uji Tracking Setpoint _gerak Spiral

TUGAS AKHIR

Uji Tracking Setpoint _gerak Spiral

SIMULASI

0 - 10 10 – (-10

) (-10 ) - 10 10 - (-10

) (-10 ) - 0

settling

time ^{0.05 s} ^{0.1 s} ^{0.1 s} ^{0.1 s} ^{0.05 s}

overshoot _0% _0% _0% _0% _0%

steady

state error ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰

Performansi Pengendali Laju Sudut Belok (r) pada Uji Tracking Setpoint_:

Uji Tracking Setpoint

TUGAS AKHIR

Uji Tracking Setpoint _Gerak Roll

Respon Step Sistem Gerak Roll terhadap Setpoint

SIMULASI

Respon Sistem Gerak Roll

Waktu (sec)

Laju Sudut Putar (p) (deg/sec)

Gerak Roll Setpoint

Penentuan nilai setpoint ini mewakili untuk laju sudut putar (p₎ yang bermacam-macam dari roket RKX-200 LAPAN.

Uji Tracking Setpoint

TUGAS AKHIR

Dalam dokumen SISTEM KENDALI ROKET RKX-200 LAPAN DENGAN PENGENDALI PID (Halaman 26-63)